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Premières missions lunaires
Le projet actuel de colonisation humaine de la Lune prévoit au minimum deux missions par an, à partir de 2018.
Les astronautes conduiraient des programmes de recherche scientifique dans divers domaines, tels que l'astrobiologie, la géologie, l'astronomie et la physique. Des expériences médicales nous aideraient à comprendre comment le corps humain peut s'adapter à une pesanteur réduite à long terme, un rayonnement solaire accru (en l'absence de la couche protectrice de l'atmosphère terrestre) et d'autres conditions absentes de l'environnement lunaire.
Les équipages tenteraient aussi de tirer profit de toutes les ressources disponibles sur la Lune, le but ultime étant de développer une base lunaire totalement indépendante.
L'endroit idéal pour un début de colonisation semble être le cratère Shackleton, près du Pôle sud de la Lune, où les scientifiques pensent avoir détecté une concentration significative d'hydrogène, source de carburant, et la présence de glace d'eau, indispensable à l'établissement d'une base. Les premières missions en place devront aussi établir et développer la production d'énergie, des systèmes de navigation et de communications, et un habitat pour l'équipe. Des robots seront aussi utilisés pour explorer la surface de notre satellite.
D'autres lieux sont aussi pressentis pour l'établissement de bases lunaires, tels le Pôle nord, trois endroits de la face cachée et la Mer de la Tranquillité, où Apollo 11 fit son alunissage historique en 1969.
Une des raisons essentielles de ce retour à la Lune est de préparer la Nasa est de maîtriser les technologies et d'acquérir l'expérience requise en vue des futurs voyages humains vers la planète Mars. On s'attend à ce que les premiers détails de ces expéditions soient fixés vers 2020, mais les grandes lignes commencent déjà à apparaître.
Quatre ou cinq lancements de gros-porteurs géants placeraient d'abord en orbite le vaisseau spatial et le matériel de la mission. Mais avant l'envoi du premier équipage humain, vraisemblablement composé de six personnes, un avant-poste automatique serait envoyé vers la Planète rouge, et déposerait à sa surface un habitat comprenant le vaisseau de retour, des vivres, des générateurs électriques et le matériel de communication.
Le voyage de la Terre à Mars prendra environ 300 jours, autant pour le retour. Le premier équipage humain explorerait la surface durant 500 jours, faisant essentiellement de la recherche, incluant la détection de la vie passée ou présente. Les astronautes tenteraient de produire eau et oxygène à partir des éléments présents pour leur propre survie, ainsi que de l'oxygène liquide et du méthane pour la propulsion.
Mission lunaire : quel concept ?
Les missions Apollo ont permis, entre juillet 1969 et décembre 1972 à 12 astronautes de séjourner sur la Lune lors de 6 missions. Elles ont démontré leur fiabilité mais aussi leurs limites, notamment en terme de transport de charge utile. La NASA va s'en inspirer pour son retour sur la Lune et développer une architecture dite Earth Orbit Rendezvous approach.
Ce concept diffère légèrement des missions Apollo. Alors que la Saturne V envoyait dans l'espace l'ensemble des modules qui étaient assemblés en orbite pour former le vaisseau lunaire, la NASA a décidé d'utiliser deux lanceurs pour chaque mission lunaire. Une fusée à poudre lancerait le lander lunaire, placé au-dessus d'un étage liquide nommé Earth Departure Stage.
Quant au CEV, le Véhicule d'exploration avec équipage et le module de vie, ils seront lancés par une fusée plus petite et dérivée des boosters de la navette. En orbite basse, le CEV et son module de vie s'accouplerait au lander lunaire. A partir de cet instant le profil de la mission sera similaire à ceux des mission Apollo. L'engin ainsi formé s'élancerait vers la lune, propulsé par l'étage Earth Departure Stage.
Toutefois, à la différence des premières missions habitées, 4 astronautes se poseront sur la Lune et non pas 2 pour une mission d'au moins une semaine, peut-être moins lors de la première tentative. A la fin de la mission, le lander décollera de la Lune pour rejoindre les deux module rester en orbite et entamer le voyage de retour vers la Terre.
CEV lunaire
Le CEV utilisé pour les missions lunaires sera similaire aux modules de commandes des missions Apollo, mais bien plus grand. Il sera conçu pour se poser sur des pistes en dur au moyen d'un système de parachutes. La NASA a d'ores et déjà identifié trois sites, sur le territoire américain. Cette phase d'atterrissage diffère des missions Apollo qui amerrissaient lors de leur retour sur Terre. Elle s'apparente à celle des capsules Soyouz russes. Toutefois, pour des raisons de sécurité, le CEV sera capable de se poser sur une surface liquide, si les conditions de vol le nécessitent.
Le bouclier thermique du CEV sera dépensable. La NASA abandonne donc le concept de protection thermique des navettes. Bien qu'il ne soit pas changer après chaque mission, ce choix doit limiter au maximum les risques d'usure et de défaillance du système de protection thermique.
Lander Lunaire
Le développement du lander devrait débuter dès 2010 de façon à être prêt pour le premier vol prévu en 2018. Il s'agira d'un engin très similaire à ceux des missions Apollo. Aucune rupture technologique est attendue et sa conception suit celle des landers utilisés au début des années 70. Il sera capable de transporter sur la Lune jusqu'à 4 astronautes et non pas de 2 comme lors des missions Apollo, et près de 23 tonnes de charge utile. Il sera également utilisé pour la rotation des personnels séjournant à l'intérieur des bases lunaires.
Le lander se présente sous la forme d'un engin en deux parties. La partie inférieure sera constituée d'une plate-forme équipé de moteurs et de quatre jambes articulées pour la supportée, une fois posée au sol. Quant à la partie supérieure, elle comprend le poste d'équipage. Les moteurs sont uniquement utilisés pour la remonter du lander en orbite. Les moteurs utiliseront un mélange à base de méthane, élément présent dans l'atmosphère martienne et susceptible d'être utilisé par les astronautes sur place pour fabriquer le carburant nécessaire pour le retour à la maison.
Crédit NASA
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